本發明涉及氫氣生成裝置。

背景技術：

作為氫氣的體內吸入裝置，已知一種裝置，通過在從氫氣產生裝置向鼻孔套管的導管的一部分安裝空氣混合器，從而調整所供給的氫氣的濃度(專利文獻1)。在該氫氣的體內吸入裝置中，在混合器與鼻孔套管之間的氣體流路上設置氫氣濃度檢測傳感器，根據由氫氣濃度檢測傳感器所檢測的氫氣的濃度，從而使用電解電流值控制裝置對施加給氫氣產生裝置的電流值進行反饋。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2009-5881號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

另外，在使用這種氫氣生成裝置使患者吸入氫氣的情況下，為了確認氫氣濃度是否為適當的值，期望在裝置中顯示氫氣濃度。

作為一般的氫氣濃度檢測傳感器，已知：使用了選擇性地吸收氫氣而電阻值發生可逆性變化的吸氫合金等的傳感器設備(JP特開2005-256028號公報)、使用了與利用光催化劑作用由光催化劑層氧化分解得到的試樣氣體接觸而電阻值發生可逆性變化的薄膜層的傳感器設備(JP特開2005-214933號公報)等。但是，若在上述現有技術的氫氣濃度檢測傳感器使用這種傳感器設備，則由于包含氫氣的水分，存在傳感器設備的壽命縮短這樣的問題。

本發明要解決的課題在于，提供一種無需使用對水分脆弱的氫氣濃度 檢測傳感器便能夠準確地提示所生成的氫氣的濃度的氫氣生成裝置。

用于解決課題的手段

本發明在使用電解槽來生成氫氣的方式中，通過根據賦予陰極的電量以及此時的氫氣的流量對氫氣濃度進行運算，從而解決上述課題。

發明效果

根據本發明，無需使用對水分脆弱的氫氣濃度檢測傳感器，便能夠準確地提示所生成的氫氣的濃度。

附圖說明

圖1是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的一實施方式的整體構成圖。

圖2是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的另一實施方式的主要部分構成圖。

圖3是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

圖4是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

圖5是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

圖6是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

圖7是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

圖8是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。

具體實施方式

以下所說明的本發明所涉及的氫氣生成裝置1例如是以包含細胞、臟器的生物體(人以及動物)的健康維持、功能維持、疾病改善、功能改善、健康診斷或功能測量為目的，能夠用于向生物體供給所生成的氫氣的氫氣 生成裝置。作為所生成的氫氣向生物體的供給手段，包含：基于從鼻腔、口腔吸入氫氣的方式的供給、基于向皮膚、臟器曝露氫氣的方式的供給、基于向皮膚、臟器吹入氫氣的方式的供給、基于向如液狀藥劑、臟器保存液等那樣的以應用于生物體為前提的生物體應用液曝露氫氣的方式的供給、基于向生物體應用液吹入氫氣的方式的供給、基于從保存生物體的容器或電路的外側使氫氣進行擴散的方式的供給等。但是，本發明的目的在于提供一種如上所述無需使用對水分脆弱的氫氣濃度檢測傳感器，便能夠準確地提示所生成的氫氣的濃度的氫氣生成裝置，因此關于所生成的氫氣的用途并無任何限定。

圖1是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置1的一實施方式的整體構成圖。本實施方式的氫氣生成裝置1具備：電解槽2、貯存被電解水W的容器6、向設置于電解槽2的一對電極板23、24施加直流電壓的電源3、導入用于稀釋所生成的氫氣的稀釋氣體的稀釋器4、檢測賦予成為陰極的電極板23或24的電量的電量檢測器51、檢測基于稀釋器4的稀釋氣體的流量的流量檢測器52、檢測稀釋后的氫氣的溫度的溫度檢測器53、對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算的運算器5、提示由運算器5進行運算而得到的氫氣的濃度c的提示器54、和檢測貯存在容器中的被電解水的電阻值的電阻檢測器55。

電解槽2構成為包含：箱體20、形成在該箱體20內且導入被電解水W的第1室21、在箱體20內與第1室21分開設置的第2室22、被設置于箱體20內的第1室21與第2室22之間的隔膜25、以及分別被設置于第1室21以及第2室22的一對電極板23、24。箱體20由塑料等電絕緣性材料形成，除了后述的被電解水入口201、氣體出口202、稀釋氣體入口203以及混合氣體出口204以外，構成為維持水密以及氣密的狀態。

箱體20的內部被隔膜25隔開為第1室21和第2室22。此外本實施方式的一對電極板23、24均與隔膜25接觸設置。而且，被設置于導入被電解水W的第1室21的電極板23與直流電源的陽極(+)連接，被設置于第2室22的電極板24與直流電源的陰極(-)連接。以下，也將與陽極連接的電極板稱為陽極板，將與陰極連接的電極板稱為陰極板。在圖1所示的例子中，在第1室21中設置了陽極板23，在第2室22中設置了 陰極板24。

作為本實施方式的隔膜25，期望使用使氫離子透過而不使氫氧離子透過的陽離子交換膜。此外，若考慮離子傳導性、物理強度、阻氣性、化學穩定性、電化學穩定性、熱穩定性等諸因素，則能夠適當地使用作為電解質基而具備磺酸基的全氟系磺酸膜。作為這樣的膜，可以列舉作為具有磺酸基的全氟乙烯基醚與四氟乙烯的共聚物膜的全氟磺酸膜(注冊商標，杜邦公司制)、Flemio膜(注冊商標，旭硝子公司制)、Aciplex膜(注冊商標，旭化成公司制)等。

此外，本實施方式的一對電極板23、24例如能夠使用以鈦板為基材，并包覆了從鉑、銥、鈀等的群中選擇的1種或2種以上的貴金屬膜的電極板。但是，并不僅限定于此，例如也可以使用無垢的不銹鋼板。另外，設置于第1室21的陽極板23不一定需要與隔膜25接觸設置，也可以與隔膜25空開規定距離而設置。此外，設置于第2室22的陰極板24與隔膜25接觸設置，但在隔膜25與陰極板24之間形成水膜的程度地接觸即可，因此不必一定進行壓接。

電源3構成為包含：與商用交流電源等連接的插座31、和將該商用交流電流變換為直流電流的AC/DC轉換器32。但是，為了提供便攜式的(可隨身攜帶到各處的)氫氣生成裝置1，作為電源3，也能夠取代插座31以及AC/DC轉換器32而使用一次電池或二次電池等直流電源。在本實施方式的氫氣生成裝置1中，在將AC/DC轉換器32與陰極板24進行連接的電線上設置了作為電量檢測器51的電流表。

投入被電解水W的容器6被設置于比電解槽2更靠近鉛垂方向的上側的位置處，設置于容器6的底面的被電解水出口61和設置于第1室21的下部的被電解水入口201通過軟管62連接，設置于第1室21的上部的氣體出口202和設置于容器6的氣體入口63通過軟管64連接。并且，氣體入口63與在容器6的內部相比于容器6的底面向鉛垂上方立起延伸的氣體排出塔65連通，氣體排出塔65的前端開口。此外，在連接被電解水出口61與被電解水入口201的軟管62的中途設置有三向閥66，在其中之一連接了排放管67。排放管67用于廢棄導入到第1室21中的被電解水W。另外，不必一定通過軟管64將設置于第1室21的上部的氣體出口202與 設置于容器6的氣體入口63進行連接，也可以將能夠投入到容器6中的被電解水W的容積設為第1室21的容積以下，將第1室21的氣體出口202形成在該第1室21的頂面。

本實施方式的氫氣生成裝置1的電解槽2僅向第1室21導入被電解水W，第2室22不導入被電解水W而設為空氣室，但在向第1室21導入被電解水W的情況下，在將三向閥66旋轉至被電解水出口61和被電解水入口201連通的位置的狀態下向容器6投入被電解水W。由此，投入到容器中的被電解水W由于自重而通過軟管62到達第1室21，在該第1室21中充滿被電解水W。此時，第1室21內的空氣通過軟管64從氣體排出塔65排出，因此容器6內的被電解水W會順暢并且短時間地充滿于第1室21。此外，即使從容器6導入到第1室21中的被電解水W的量為第1室21的容積以上，也不會泄露到箱體20內，多余的被電解水W能夠返回到容器6中。進而，若第1室21由被電解水W充滿之后，向一對電極板23、24流動直流電流，則從第1室21的陽極板23的表面生成氧氣，但該氧氣通過軟管64從氣體排出塔65排出。因此，第1室21即使在電解中也由被電解水W充滿，所以陽極板23的有效面積不會減少，具有氫氣的生成效率提高這樣的效果。

本實施方式的氫氣生成裝置1中使用的被電解水W是能夠通過水的電解反應而在陰極板24生成氫氣的水，包含自來水、凈水、精制水，離子交換水、RO水、蒸餾水等。被電解水W也可以適當含有鈣離子、鎂離子等電解質。但是，為了在電解時不產生氫氣以及氧氣以外的多余的氣體，期望是在離子交換水、精制水等不包含氫離子以及氫氧離子以外的離子的純水中人工添加水溶性的化合物來作為被電解水。尤其是氯氣基本上對于生物體而言沒有益處，因此本實施方式的氫氣生成裝置1中使用的被電解水期望被實施了氯離子的去除處理，同樣地，包含氫氣與稀釋用氣體的混合氣體中的氯氣濃度也是越低越理想。包含氫氣與稀釋用氣體的混合氣體中的氯氣濃度，優選為1ppm以下，更優選為0.5ppm以下，更進一步優選為0.1ppm以下。更進一步地說，若是對包含了溶出PO₄^3-、SO₄^2-、NO₃^-等在溶解于水時離子化傾向高于氫氧化物離子的陰離子的水溶性化合物的水(水本身期望事前進行了離子的去除處理)進行電解，則相比于陰離 子的氣化，氫氧化物離子釋放電子的同時產生氧O₂的反應更優先，因此向氣層部釋放多余的氣體的風險較少。

為了檢測這樣的被電解水W的種類和被電解水W的水位，在容器6的底部，例如設置由實施了鍍鉑的一對電極構成的電阻檢測器55、55，檢測貯存在容器6中的被電解水W的電阻值。然后，通過運算器5向一對電阻檢測器55、55施加檢測用電壓，并通過運算器5來檢測此時流動的電流，由此檢測被電解水W的電阻值。不包含氫離子以及氫氧離子以外的離子的純水的電阻值(≈2.5×10⁵Ωm)大于包含除此以外的電解性離子的水的電阻值，因而在通過運算器5而檢測出的被電解水W的電阻值小于純水的電阻值的情況下，可以判定為投入到容器6中的水并非純水，或禁止從電源3向一對電極板23、24的直流電壓的施加、或通過顯示或聲音等來提醒被電解水W并非純水的意思。此外同樣地，在如向容器6中投入的水并非充滿第1室21的足夠的量、或未向容器6中投入水的情況那樣，通過一對電阻檢測器55、55而檢測的介質為空氣的情況下，與純水的電阻值相比更大(≈10¹⁵Ωm量級)，因此在通過運算器5而檢測出的被電解水W的電阻值顯著大于純水的電阻值的情況下，可以判定為未向容器6中投入水，或禁止從電源3向一對電極板23、24的直流電壓的施加、或通過顯示或聲音等來提醒未投入被電解水W的意思。

在電解槽2的第2室22的上部，形成了稀釋氣體入口203，在第2室22的下部形成了混合氣體出口204。稀釋氣體入口203經由軟管41與稀釋器4連接，在該軟管41的中途設置有流量檢測器52。稀釋器4由向設置了成為陰極的電極板23或24的第1室21或第2室22(在圖1所示的實施方式中為第2室)導入稀釋氣體的氣泵構成，從吸入口42吸入的周圍的空氣通過氣泵而向軟管41壓送，通過流量檢測器52而被引導到第2室22中。另外，稀釋器4并不限于氣泵，也可以使用風扇等。流量檢測器52檢測從稀釋器4，向設置了成為陰極的電極板23或24的第1室21或第2室22(在圖1所示的實施方式中為第2室)導入的稀釋氣體的每單位時間的流量。

通過稀釋器4從稀釋氣體入口203導入到第2室22中的稀釋氣體(空氣)，從第2室22的上部向下部流下，在此與在陰極板24的表面附近生 成的氫氣進行混合的同時從混合氣體出口204排出。在本實施方式中，由于在第2室22的上部設置了稀釋氣體入口203，在第2室22的下部設置了混合氣體出口204，因此稀釋氣體遍布陰極板24的整個表面，所生成的氫氣不會在第2室22中滯留而從混合氣體出口204被排出。另外，也可以在第2室22的下部設置稀釋氣體入口203，在第2室22的上部設置混合氣體出口204。但是，由于水滴會從陰極板24與隔膜25之間略微泄露到第2室22中，因此在第2室22的下部設置混合氣體出口204，使得該水滴與混合氣體一起經由軟管71而引導到氣液分離器7中。另外，氣液分離器7具有罐狀箱體，氫和空氣的混合氣體從上部的蓋經由軟管72而被押送至面罩(mask)或套管73，在第2室22產生的水滴會積存在氣液分離器7的底部。

運算器5根據由電量檢測器51檢測出的電量It以及由流量檢測器52檢測出的每時間t的流量Q，對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。此外，運算器5將通過運算而求取到的氫氣的濃度c顯示于七段數碼顯示器等的提示器54。另外，圖1所示的提示器54雖是通過視覺來識別的顯示器，但也可以是揚聲器等通過聽覺來提醒濃度c。此外，也可以如圖1所示，在第2室22設置由溫度傳感器構成的溫度檢測器53，將由該溫度檢測器53檢測出的混合氣體的溫度T加入由上述電量檢測器51檢測出的電量It以及由流量檢測器52檢測出的流量Q，根據這3個檢測要素對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。

此外，運算器5在運算得到的氫氣濃度c超過了爆燃下限值或爆炸下限值的情況下，可以通過提示器54來提示該意思或禁止從電源3向一對電極板23、24的直流電壓的施加。

接著，說明由運算器5運算的氫與空氣的混合氣體的濃度c(體積％)的計算根據。在圖1的氫氣生成裝置1中，在陰極板24的表面發生下述式(1)的化學反應，在陽極板的表面發生下述式(2)的化學反應。

[式1]

2H₂O+2e^-→H₂+2OH^- …式(1)

2OH^-→H₂O+O₂/2+2e^- …式(2)

根據法拉第電解第二定律，析出每一克的等量的物質所需要的電量與 物質的種類無關而是固定的。即，若設物質量為n(mo1)，質量為m(g)，分子量為M(g/mo1)，電流為I(A)，電流流動的時間為t(秒)，離子價數為z，法拉第常數為F(＝9.65×10⁴(C/mo1)，則下述式(3)成立。

[式2]

n＝m/M＝It/zF …式(3)

即，為了生成物質量n＝1mol的氫所需要的電量It由于是It＝nzF，氫的離子價數z＝1，因此為9.65×10⁴C。

如上述式(1)所示，在陰極板24的表面，以2mol的電子e^-生成1mol的氫氣H₂。此外，根據阿伏加德羅定律，在相同壓力、相同溫度、相同體積的所有種類的氣體中包含相同數量的分子，因此在溫度為0℃、壓力為1氣壓的標準狀態下，氫氣1mol所占的體積為22.4升。

因此，為了生成1mol、22.4升的氫氣，根據上述法拉第電解第二定律，需要2×9.65×10⁴C的電量。對此換言之，用1庫侖的電量生成(22.4升/2×9.65×10⁴C＝)1.16×10^-4升的氫氣(0℃)。

在此，根據氣體的狀態方程式，若設氣體的壓力為P(atm)，氣體所占的體積為V(升)，氣體的物質量為n(mol)，氣體常數為R(＝0.082)，氣體的絕對溫度為T(K)，則PV＝nRT，因此相對于0℃的狀態，溫度平均每1deg，體檢以1/273升為單位增減。

根據以上內容，若設賦予陰極板24的電量為It(C)，所生成的氫氣的體積(升)，氫氣的溫度為Δt(與0℃的差分deg)，則氫氣的生成體積V成為V＝It×1.16×10^-4×(1+Δt/273)。進而，在該陰極板24的表面生成的體積V(升/秒)的氫氣由體積V1(升/秒)的稀釋氣體進行稀釋，因而該稀釋后的氫氣的濃度c(體積％)通過(V/V1)×100來求取。因此，若檢測賦予陰極板24的電量It、稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)以及稀釋后的氫氣的溫度Δt(與0℃的差溫、零、正或負的值)，則能夠通過運算來求取稀釋后的氫氣的濃度c。另外，在從電源3賦予陰極板24的電量It設定為固定的值的情況下，也可以不設置檢測電量It的電流表51等，僅根據由流量計52檢測的稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)對稀釋后的氫氣的濃度c(體積％)進行運算。反之， 在從稀釋器4供給的稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)設定為固定的值的情況下，也可以不設置檢測稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)的流量計52等，僅根據由電流表51檢測的電量It對稀釋后的氫氣的濃度c(體積％)進行運算。進而在這些情況下，也可以檢測稀釋后的氫氣的溫度Δt(與0℃的差溫、零、正或負的值)，由此對稀釋后的氫氣的濃度c(體積％)進行校正。此外，在從電源3賦予陰極板24的電量It以及從稀釋器4供給的稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)的雙方設定為固定的值的情況下，也可以將通過上述運算式而計算出的稀釋后的氫氣的濃度c不通過運算器5來進行運算而作為預先求取出的固定值顯示于顯示器54。

另外，稀釋后的氫氣的溫度T對濃度c的影響是溫度每1deg為1/273升(≈±0.4％的誤差)，因此若作為目的的濃度c的精度即在提示器54中要提示的濃度c不必是這種誤差程度，則可以將溫度t設為例如15～25℃程度的標準溫度的固定值，僅根據電量It和此單位時間t的流量Q來進行運算。此外，在從電源3賦予陰極板24的電量It或從稀釋器4供給的稀釋氣體的每單位時間的流量(升/秒)的至少任意一方設定為固定的值的情況下，也可以使用運算器5來判定未固定的電量或流量的檢測值是否處于規定的異常范圍內。然后，在未固定的電量或流量的檢測值處于規定的異常范圍內的情況下，也可以輸出不執行基于運算器5的稀釋后的氫氣的濃度c的運算的指令、不進行基于顯示器54的顯示的指令、在顯示器54中顯示處于異常的意思的指令或切斷電源3的指令中的至少一個指令。

圖2是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的另一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2包含3對電極板23、24以及隔膜25，3個陽極板23串聯連接，3個陰極板也串聯連接。然后，在第1室21中，設置了3個陽極板23，在第2室22中，設置了3個陰極板24。另外，第1室21和第2室22通過箱體20而被分隔開。其他構成與上述圖1所示的實施方式相同，因此將其構成以及說明援引于此來進行省略，但在這樣構成的氫氣生成裝置1中，也能夠通過與上述圖1所示的實施方式同樣的方法，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。

圖3是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分 構成圖。本實施方式的電解槽2是與圖1所示的電解槽大致相同的構成，但不僅第1室21而且第2室22中也導入被電解水W這一點不同。因此，設置于第2室22的混合氣體出口204設置于該第2室22的頂面。然后，導入到第2室22中的被電解水W并非充滿全部第2室22，而是導入如下那樣的量：在第2室22的上部，形成從陰極板24的表面生成的氫氣和從稀釋氣體入口203供給的稀釋氣體能夠適當混合的程度的空間。

其他構成與上述圖1所示的實施方式相同，因此將其構成以及說明援引于此來進行省略，但在這樣構成的氫氣生成裝置1中，也能夠通過與上述圖1所示的實施方式同樣的方法，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。

圖4是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2與上述圖1～圖3所示的實施方式不同，是不具有隔膜25的所謂的無隔膜電解槽。因此，電解槽2的箱體20內也不如圖1～圖3所示隔開為第1室21和第2室22而成為一個電解室26。此外，在該一個電解室26中，按規定間隔配置了一對電極板23、24。在該圖所示的例子中，將電極板23設為陽極板，將電極板24設為陰極板。另外，由于電解室26內并未由一對電極板23、24隔開，因此從被電解水入口201導入到電解室26中的被電解水W遍布該整個電解室26。但是，與圖3所示的實施方式同樣地，導入到電解室26中的被電解水W并非充滿整個電解室26，而是導入如下那樣的量：在電解室26的上部，形成從陽極板23課的表面生成的氧氣、和從陰極板24的表面生成的氫氣、以及從稀釋氣體入口203供給的稀釋氣體能夠適當混合的程度的空間。

然后，在本實施方式中，與圖1～圖3所示的實施方式不同，從陰極板的表面生成并浮上到電解室26的上部的空間的氫氣，不僅被從稀釋氣體入口203供給的稀釋氣體稀釋，還被從陽極板23的表面生成并浮上到電解室26的上部的空間的氧氣稀釋。因此，由上述運算器5運算的氫氣的濃度c，通過將在陰極板24的表面生成的體積V(升/秒)的氫氣除以體積V1(升/秒)的稀釋氣體以及在陽極板23的表面生成的體積V2(升/秒)的氧氣的總和的{V/(V1+V2)}×100來求取。

在本發明所涉及的氫氣生成裝置中，稀釋在電解槽2生成的氫氣的位 置并不限定于該電解槽2的內部。圖5是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2具備與圖3所示的電解槽同樣的構成，來自稀釋器4的稀釋氣體并非供給到第2室22，而是供給到從第2室22到面罩73之間的軟管72(也可以是軟管71)。即，在第2室22生成的高濃度的氫氣通過吸引氣泵74而經由軟管71到達氣液分離器7，從該處起經由軟管72而被引導到面罩73，但在該中途，從稀釋器4混合空氣等稀釋氣體。另外，由于基于稀釋器4的氣壓作用于軟管72，因此也可以省略吸引氣泵74。

其他構成與上述圖3所示的實施方式大致相同，將其構成以及說明援引于此來進行省略，但在這樣構成的氫氣生成裝置1中，也能夠通過與上述圖1所示的實施方式同樣的方法，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。

與圖5所示的實施方式同樣地，在圖1所示的實施方式或圖4所示的實施方式的氫氣生成裝置中，也能夠將來自稀釋器4的稀釋氣體并非供給到電解槽2而是供給到從電解槽2到面罩73的軟管71或72。圖6是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2具備與圖4所示的電解槽同樣的構成，但來自稀釋器4的稀釋氣體并非供給到電解室26而是供給到從電解室26到面罩73之間的軟管72(也可以是軟管71)。即，在電解室26生成的氧氣與氫氣的混合氣體通過吸引氣泵74而經由軟管71到達氣液分離器7，從該處起通過軟管72而被引導到面罩73，但在該中途，從稀釋器4混合空氣等稀釋氣體。另外，由于基于稀釋器4的氣壓作用于軟管72，因此也可以省略吸引氣泵74。

其他構成與上述圖4所示的實施方式大致相同，將其構成以及說明援引于此來進行省略，但在這樣構成的氫氣生成裝置1中，也能夠通過與上述圖1所示的實施方式同樣的方法，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算。

在圖1～圖6所示的實施方式中，根據由電量檢測器51檢測出的電量以及由流量檢測器52檢測出的流量，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算，但也可以取代基于電量檢測器51的電量的檢測，測量從 陰極板24的表面生成的氫氣的流量。即，也可以根據包含氫的氣體的流量以及稀釋包含氫的氣體的稀釋氣體的流量，通過運算器5對稀釋后的氫氣的濃度c進行運算，將該運算結果提示給提示器54。

圖7是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2具備與圖5所示的電解槽同樣的構成，但在電源3的電路上設置了電量檢測器51這一點、以及取代吸引氣泵74而設置了流量檢測器75這一點不同。其他構成與上述圖5所示的實施方式大致相同，因此將其構成以及說明援引于此來進行省略。

在這樣構成的氫氣生成裝置1中，從第2室22的陰極板24的表面生成的氫氣經由軟管71而被引導到氣液分離器7中，在此氫氣中所包含的水分被去除。然后，在進而經由軟管72而被供給到面罩或套管73的中途，與來自稀釋器4的稀釋氣體進行混合，稀釋后的氫氣被供給到面罩或套管73。此時，由流量檢測器75來檢測氫氣的流量，由流量檢測器52來檢測稀釋氣體的流量，因此通過運算器5對它們的比率進行運算，由此能夠求取稀釋后的氫氣的濃度c。另外，檢測氫氣的流量的流量檢測器75和檢測空氣等稀釋氣體的流量的流量檢測器52需要選定與氣體種類相應的流量計。

圖8是表示本發明所涉及的氫氣生成裝置的又一實施方式的主要部分構成圖。本實施方式的電解槽2具備與圖6所示的電解槽同樣的構成，但在電源3的電路上設置了電量檢測器51這一點、以及取代吸引氣泵74而設置了流量檢測器75這一點不同。其他構成與上述圖6所示的實施方式大致相同，因此將其構成以及說明援引于此來進行省略。

在這樣構成的氫氣生成裝置1中，從電解室26的陰極板24的表面生成的氫氣和從陽極板23的表面生成的氧氣，經由軟管71而被引導到氣液分離器7中，在此氫氣以及氧氣中所包含的水分被去除。然后，在進而經由軟管72而被供給到面罩或套管73的中途，與來自稀釋器4的稀釋氣體進行混合，稀釋后的氫氣被供給到面罩或套管73。此時，由流量檢測器75來檢測包含氫氣的氣體的流量，由流量檢測器52來檢測稀釋氣體的流量，因此通過運算器5對它們的比率進行運算，由此能夠求取稀釋后的氫氣的濃度c。另外，在本實施方式中，在電解室26生成的氣體是不僅包含 氫還包含氧的氣體，根據上述式(1)以及式(2)可知，氧氣相對于氫氣生成1/2mol，因此由流量檢測器75所檢測出的流量中的2/3為氫氣，1/3為氧氣。

【實施例】

以下，說明本發明的實施例。另外，在本申請中沒有特別說明的情況下，關于用于測量各種物性值的各種計器類，氫氣濃度計是“FIS公司制EVM-HY01-H”，電流表是“鉗式AC/DC測試儀3265(日置電機公司制)”。

[實施例1]

向圖1所示的氫氣生成裝置1的第1室21中充滿純水，調節施加電壓使得作為陽極板23、陰極板24而在這一對電極板中流動4A的電流，在該電解的同時，將來自稀釋器4的空氣的供給量設為1.5±0.1升/分，用空氣稀釋了氫氣。測量氣氛溫度時為25℃。此外，將在一對電極板中流動的電流設為5A、6A，將稀釋氣體的供給量設為2.0±0.1升/分、2.5±0.1升/分，除此以外以同樣的條件稀釋了氫氣。根據流過這一對電極板的電量和稀釋氣體的流量以及氣氛溫度，利用上述運算方法通過運算對稀釋后的氫氣的濃度c進行了求取時，得到了表1所示的結果。

[比較例1]

使用氫氣濃度計(FIS公司制EVM-HY01-H)來測量實施例1中稀釋后的氫氣的濃度c時，得到了表1所示的結果。

【表1】

表1

從表1所示的結果中，如實施例1那樣通過運算而求取出的氫氣濃度c和使用氫氣濃度計而測量出的氫氣濃度c，僅觀察到0.01～0.22體積％的差，若考慮到市售的氫氣濃度計的檢測誤差為±0.1體積％程度的情況，則可以認為本實施方式的氫氣濃度c的檢測精度值得充分使用。此外在這些例中，即使在流量或電解電流的任意一方為固定的值的情況下，根據另一方的檢測值運算的氫氣濃度c和使用氫氣濃度計測量出的氫氣濃度c也僅觀察到0.01～0.22體積％的差。

符號說明

1…氫氣生成裝置

2…電解槽

20…箱體

201…被電解水入口

202…氣體出口

203…稀釋氣體入口

204…混合氣體出口

21…第1室

22…第2室

23…陽極板(電極板)

24…陰極板(電極板)

25…隔膜

26…電解室

3…電源

31…插座

32…AC/DC轉換器

4…稀釋器

41…軟管

42…吸入口

5…運算器

51…電流表(電量檢測器)

52…流量計(流量檢測器)

53…溫度傳感器(溫度檢測器)

54…顯示器(提示器)

55…電阻檢測器

6…容器

61…被電解水出口

62…軟管

63…氣體入口

64…軟管

65…氣體排出塔

7…氣液分離器

71、72…軟管

73…面罩或套管

74…吸引氣泵

75…流量計(第1流量檢測器)

W…被電解水